JP4009000B2 - EGR gas cooler for internal combustion engine - Google Patents

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    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の排気還流装置において、ＥＧＲガス（還流排気ガス）を冷却水によって冷却するＥＧＲガスクーラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関から排出される窒素酸化物を抑制するために、内燃機関から排出された排気ガスの一部を、吸気系に還流するようにした排気還流装置が従来から広く用いられている。この排気還流装置においては、一般に、排気系から取り出した高温の排気ガスを、特に冷却することなく、そのまま吸気系へ導入する構成となっているが、排気系から取り出された排気ガスは非常に高温であり、ガスそのものが膨張しているため、十分な量のＥＧＲガスを導入しようとすると、内燃機関の体積効率が低下し、出力の低下や燃費の悪化を招来する。
【０００３】
そこで、ＥＧＲガスを冷却水の循環によって冷却するＥＧＲガスクーラが提案されており、一部で実用に供されている。
【０００４】
図６は、多管式の構造を採用した従来のＥＧＲガスクーラの一構成例を示すもので、筒状のボディ３１の内部に、側面の冷却水入口３２および冷却水出口３３を介して冷却水が通流するようになっており、かつこのボディ３１内に、複数本の熱交換チューブ３４が配設されている。各熱交換チューブ３４は、ボディ３１の両端をそれぞれ閉塞する一対の端板３５に端部が接続されており、かつこれらの熱交換チューブ３４の内部に排気ガスを導入するために、上記ボディ３１の両端に、それぞれガス入口およびガス出口となるキャップ状部材３６が固定されている。従って、ＥＧＲガスとなる排気ガスは、複数本の熱交換チューブ３４内を並列に流れ、その周囲を囲む冷却水によって冷却されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような多管式のＥＧＲガスクーラは、一般には、ロー付け、特に炉内で全体を加熱して各部を同時にロー付けする炉内ロー付けの手法によって製造される。しかし、内燃機関の排気系から吸気系へ至るＥＧＲガス配管のレイアウト等は、内燃機関や車種毎によって異なるものとなり、その結果、キャップ状部材３６の形状も実際には多様なものが要求されるので、キャップ状部材３６までも含めて炉内ロー付けすることは、非常に作業効率が悪い。また、キャップ状部材３６に、排気管が一体化されるような場合には、キャップ状部材３６全体の寸法が大きなものとなるので、炉内ロー付けが困難となる。
【０００６】
一方、このような問題を回避するために、キャップ状部材３６のみを、後工程でもってボディ３１両端に溶接することも可能ではあるが、ボディ３１の板厚は比較的薄いので、溶接時に穴が空いてしまうなどの不具合が生じ易く、溶接作業の作業性が悪い、という問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、内部に冷却水を通流させるように側面に冷却水入口および冷却水出口が設けられた筒状のボディと、このボディの両端をそれぞれ閉塞する端板と、上記ボディ内に配設され、かつ両端がそれぞれ上記端板の取付孔に接続されるとともに、内部に排気ガスが通流する複数の熱交換チューブと、上記ボディの両端にそれぞれ接続され、かつガス入口およびガス出口をそれぞれ構成する入口側および出口側のキャップ状部材と、を備え、上記ボディと上記端板と上記熱交換チューブとが、予めクーラエレメントとしてロー付けにより一体化されているとともに、このクーラエレメントの両端に、上記キャップ状部材が溶接により固定されてなる内燃機関のＥＧＲガスクーラにおいて、
上記端板は、その外周部を筒状に折曲してなる第１折曲部を有し、この第１折曲部が上記ボディの端部外周に嵌合しているとともに、この第１折曲部のさらに先端側が、第２折曲部として外周側へ折曲されており、上記キャップ状部材の筒状をなす開口部が上記第１折曲部の外周面に嵌合しているとともに、該開口部の先端縁が上記第２折曲部に溶接されていることを特徴としている。
【０００８】
すなわち、この発明では、ボディと端板と熱交換チューブとが、ロー付け、例えば炉内ロー付けによって、予めクーラエレメントとして一体化されている。そして、このロー付けされたクーラエレメントの両端に、それぞれキャップ状部材が溶接により固定されている。ここで、キャップ状部材は、筒状をなす開口部が端板の筒状の第１折曲部の上に嵌合するので、両者が確実に位置決めされ、溶接が容易となる。そして、端板の外周端縁が第２折曲部として外周側へ延びており、この端板の第２折曲部に対しキャップ状部材先端縁が溶接される。つまり、ボディに直接には溶接されず、しかもボディから外周側へ離れた位置で溶接が行われるので、ボディへの熱的影響は非常に少ない。
【０００９】
この請求項１の発明をさらに具体化した請求項２の発明では、上記キャップ状部材の筒状をなす開口部の先端部に、上記第２折曲部に沿って外周側へ折曲された折曲部が形成されており、この折曲部と上記第２折曲部の互いに隣接した先端縁同士が溶接されている。つまり、キャップ状部材の先端の折曲部と端板の第２折曲部は、いずれも外周側へ向って延びており、その先端縁同士が溶接される。これは、特に、キャップ状部材を薄板状のものとした場合に好適である。
【００１０】
また請求項３の発明では、上記キャップ状部材の筒状をなす開口部の先端縁が、上記第２折曲部の側面に突き当てられており、この開口部先端縁と第２折曲部側面とが溶接されている。これは、特に、キャップ状部材を鋳造品のような比較的厚肉のものとした場合に好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、この発明に係るＥＧＲガスクーラ１の全体的構成を示す断面図、図２は側面図であり、図３は、その要部を示す断面図である。
【００１３】
このＥＧＲガスクーラ１は、予めロー付けにより一体化される中央のクーラエレメント２と、このクーラエレメント２の入口側および出口側の端部にそれぞれ溶接される一対のキャップ状部材３，３と、に大別される。
【００１４】
上記クーラエレメント２は、断面略正方形の筒状をなすボディ５と、このボディ５の両端をそれぞれ閉塞する一対の端板６，６と、上記ボディ５内に収容され、かつ両端がそれぞれ端板６に接続された４本の熱交換チューブ７と、ボディ５内にＵターン形状の冷却水流路を構成するように配設された仕切板８、とから大略構成されている。
【００１５】
上記ボディ５は、例えば０．８ｍｍ程度の肉厚のステンレス製のものであり、その側面の互いに対向する位置に、冷却水入口１１および冷却水出口１２が設けられている。これらの冷却水入口１１および冷却水出口１２には、それぞれ冷却水用配管を接続するためのコネクタ１３が、やはりロー付けにより固定されている。なお、上記冷却水入口１１および冷却水出口１２は、ＥＧＲガスの入口側となるボディ５の一端部に片寄った位置に形成されている。
【００１６】
上記端板６は、ボディ５よりも厚肉の例えば１．５ｍｍ程度の肉厚のステンレス板からなり、その４カ所に予め円形の取付孔９が開口形成されているとともに、外周部が第１折曲部６ａとして筒状に折り曲げられており、この第１折曲部６ａが上記ボディ５の端部の外周に嵌合し、この嵌合部でロー付けされている。また、図３に詳示するように、上記第１折曲部６ａのさらに先端側部分が、第２折曲部６ｂとして外周側へ折曲されている。この第２折曲部６ｂは、端板６の全周に亙って一定の突出幅に形成されている。
【００１７】
熱交換チューブ７は、やはりステンレス製のものであり、非常に薄い例えば０．３ｍｍ程度の肉厚に構成されており、かつ表面積の増大のために、蛇腹状ないしはスパイラル状に凹凸を設けた形状をなしている。この熱交換チューブ７の両端は、図３に詳示するように、端板６の取付孔９を貫通し、かつ外側からかしめられているとともに、取付孔９開口縁に対しロー付けされている。また、この実施例では、熱交換効率の向上のために、熱交換チューブ７内に、帯状金属板を捩ってなるフィン１０が固定されている。なお、このフィン１０は、熱交換チューブ７の上流側部分のみに設けられている。
【００１８】
ボディ５内には、図２に示すように４本の熱交換チューブ７が配置されているが、ボディ５内の空間をそれぞれ熱交換チューブ７が２本づつ収容される２つの流路１４ａ，１４ｂに仕切るように、ボディ５中央部に熱交換チューブ７と平行に仕切板８が配設されている。この仕切板８は、両側縁がＬ字形に折り曲げられており、この部分でもって、ボディ５内壁面にロー付けされている。また、この仕切板８は、ボディ５の全長よりも短く、かつＥＧＲガスの入口側となる一方の端板６に一端が当接した状態に配置されている。換言すれば、ボディ５のＥＧＲガス出口側においては、仕切板８が存在せず、ボディ５内の２つの流路１４ａ，１４ｂが一体に連通している。これにより、ボディ５内には、冷却水入口１１から冷却水出口１２へと向かうＵターン形状に連続した冷却水流路が構成されている。
【００１９】
上記のように構成されるクーラエレメント２は、前述したように、ロー付けによって一体化されている。このロー付けには、例えば、ニッケルロー付けが用いられ、かつ各部材を治具により組み付けた状態として炉内で加熱する、いわゆる炉内ロー付けによって組み立てられている。
【００２０】
これに対し、キャップ状部材３は、車種等に応じて種々の構成のものが必要であるので、ロー付けにより一体化されたクーラエレメント２に、後工程でもって溶接されている。このキャップ状部材３は、ボディ５の端部を覆う角錐状をなし、中心部にガス入口もしくはガス出口となる単一の開口部１５を備えている。図１に示した実施例では、キャップ状部材３の本体部分３ａが薄肉のステンレス板からなり、この本体部分３ａに対し、入口側のキャップ状部材３では、フランジ１６が直接固定されており、また出口側のキャップ状部材３では、排気管１７が接続され、該排気管１７を介してフランジ１８が固定されている。なお、これらのフランジ１６や排気管１７は、キャップ状部材３の本体部分３ａに予め溶接されて一体化されている。
【００２１】
図３は、ＥＧＲガスの入口側のキャップ状部材３の詳細を示しているが、出口側についても基本的な構成は同一である。この図３に示すように、キャップ状部材３の開口部側には、適宜な長さで筒状部３ｂが形成されており、この筒状部３ｂが、上記端板６の第１折曲部６ａの外周面に嵌合している。また、この筒状部３ｂのさらに先端側に、外周側へ折曲された折曲部３ｃが設けられている。つまり、この折曲部３ｃは、端板６の第２折曲部６ｂに沿って折れ曲がっており、かつ、第２折曲部６ｂの先端縁６ｃの位置と合致するように折曲部３ｃの突出幅が設定されている。そして、互いに隣接した状態となる第２折曲部６ｂの先端縁６ｃと上記折曲部３ｃの先端縁３ｄとが、全周に亙って互いに溶接されている。この溶接としては、例えばＴＩＧ溶接が用いられる。
【００２２】
このような実施例の構成によれば、キャップ状部材３が薄肉のボディ５ではなく、比較的厚肉の端板６に溶接され、しかも、ボディ５外周から離れた位置で溶接が行われるので、ボディ５に穴が空いたりする不具合がなく、溶接作業が容易となる。しかも、キャップ状部材３は、その筒状部３ｂが端板６の第１折曲部６ａに嵌合することによって、クーラエレメント２への仮組付状態が保持されるので、溶接作業が一層容易となる。また、この実施例では、キャップ状部材３についても、その折曲部３ｃの先端縁３ｄが溶接されることから、金属板からなる比較的薄肉の構成とすることが可能である。
【００２３】
次に、図４は、キャップ状部材３の構成が異なる実施例を示している。なお、クーラエレメント２自体の構成は、前述した実施例と特に変わりはないが、この実施例では、熱交換チューブ７内にフィン１０を備えていない。
【００２４】
この図４に示すキャップ状部材３は、本体部分３ｅとフランジ３ｆとが一体に鋳造されているものであって、中心部にやはりガス入口もしくはガス出口となる単一の開口部１５を備えている。そして、このキャップ状部材３の開口部側には、適宜な長さで筒状部３ｇが形成されており、この筒状部３ｇが、上記端板６の第１折曲部６ａの外周面に嵌合している。この筒状部３ｇの先端縁３ｈは、端板６の第２折曲部６ｂの側面に突き当てられており、かつ上記先端縁３ｈと上記第２折曲部６ｂ側面とが、例えばＴＩＧ溶接等によって互いに溶接されている。
【００２５】
この実施例の構成によれば、前述した実施例と同様に、キャップ状部材３が薄肉のボディ５ではなく、比較的厚肉の端板６に溶接され、しかも、ボディ５外周から離れた位置で溶接が行われるので、ボディ５に穴が空いたりする不具合がなく、溶接作業が容易となる。しかも、キャップ状部材３は、その筒状部３ gが端板６の第１折曲部６ａに嵌合することによって、クーラエレメント２への仮組付状態が保持されるので、溶接作業が一層容易となる。
【００２６】
また、この実施例のように鋳造からなるキャップ状部材３を用いる場合でも、前述した実施例のように金属板からなるキャップ状部材３を用いる場合でも、クーラエレメント２としては、同一の構成を採用することができるため、同一のクーラエレメント２に種々のキャップ状部材３を適宜組み合わせることができ、クーラエレメント２の汎用性が一層高いものとなる。
【００２７】
図５は、上記ＥＧＲガスクーラ１の内燃機関冷却水循環系における好ましいレイアウトの一例を示している。この図５において、２１はシリンダブロック側ウォータジャケット、２２はシリンダヘッド側ウォータジャケット、２３はこれらのウォータジャケット２１，２２へ冷却水を送り込むためのウォータポンプ、２４は冷却水の放熱を行うラジエータであって、上記シリンダヘッド側ウォータジャケット２２からアウトレットチューブ２５を介して高温冷却水が送り込まれ、かつ温度低下した冷却水がインレットチューブ２６を介してウォータポンプ２３側へ戻されるようになっている。また、ウォータポンプ２３の上流には、低温時に図示せぬバイパス通路側へ流路を切り換える公知のサーモスタット２７が介装されている。
【００２８】
また、シリンダブロック側ウォータジャケット２１からサーモスタット２７下流のサーモスタットハウジング２７ａに至るヒータ通路２８が設けられており、このヒータ通路２８に、車室暖房用のヒータコア２９が介装されている。そして、上記ＥＧＲガスクーラ１は、ヒータ通路２８の中で、ヒータコア２９の上流側に配置されている。なお、この実施例では、上記ＥＧＲガスクーラ１の上流側から分岐した流路にオイルクーラ３０が介装されており、また、ヒータコア２９とＥＧＲガスクーラ１との間には、ヒータ不要時に高温冷却水をバイパスさせる切換バルブ２９ａが設けられている。
【００２９】
このようにヒータコア２９の上流側にＥＧＲガスクーラ１を配置すれば、ＥＧＲガスクーラ１において排気ガスから回収した熱量が、下流のヒータコア２９へ供給される形となり、車室の暖房性能が向上するとともに、排気熱の有効利用が図れる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機関のＥＧＲガスクーラによれば、クーラエレメントをロー付けによって一体化し、これにキャップ状部材を溶接により取り付けているので、クーラエレメントを共用しつつ車種等に応じた適宜な構成のキャップ状部材を組み合わせることが可能となり、作業性の向上ならびにコストの低減が図れる。そして、その溶接の際に、筒状のボディに与える熱的影響が少なくなり、ボディに穴が空いたりする不具合を防止できるとともに、溶接作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るＥＧＲガスクーラの全体的構成を示す断面図。
【図２】このＥＧＲガスクーラの側面図。
【図３】要部の断面図。
【図４】異なる実施例を示す要部の断面図。
【図５】ＥＧＲガスクーラの内燃機関冷却水循環系におけるレイアウトを示す回路説明図。
【図６】従来のＥＧＲガスクーラの一例を示す断面図。
【符号の説明】
１…ＥＧＲガスクーラ
２…クーラエレメント
３…キャップ状部材
５…ボディ
６…端板
６ａ…第１折曲部
６ｂ…第２折曲部
７…熱交換チューブ
８…仕切板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an EGR gas cooler that cools EGR gas (refluxed exhaust gas) with cooling water in an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
In order to suppress nitrogen oxides discharged from an internal combustion engine, exhaust gas recirculation devices that recirculate part of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine to the intake system have been widely used. In this exhaust gas recirculation device, the high temperature exhaust gas taken out from the exhaust system is generally introduced into the intake system as it is without cooling, but the exhaust gas taken out from the exhaust system is very Since the temperature is high and the gas itself is expanding, an attempt to introduce a sufficient amount of EGR gas will reduce the volumetric efficiency of the internal combustion engine, leading to a reduction in output and fuel consumption.
[0003]
Therefore, an EGR gas cooler that cools the EGR gas by circulating the cooling water has been proposed, and some of them are put into practical use.
[0004]
FIG. 6 shows an example of the configuration of a conventional EGR gas cooler adopting a multi-tubular structure. Cooling water is provided inside a cylindrical body 31 via a cooling water inlet 32 and a cooling water outlet 33 on the side. And a plurality of heat exchange tubes 34 are disposed in the body 31. Each heat exchange tube 34 has an end connected to a pair of end plates 35 that respectively close both ends of the body 31, and in order to introduce exhaust gas into the heat exchange tubes 34, the body 31 Cap-like members 36 that serve as gas inlets and gas outlets, respectively, are fixed to both ends. Therefore, the exhaust gas that becomes the EGR gas flows in parallel in the plurality of heat exchange tubes 34 and is cooled by the cooling water surrounding the periphery thereof.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Such a multi-tube type EGR gas cooler is generally manufactured by brazing, particularly by a method of in-furnace brazing in which the whole is heated in a furnace and parts are brazed simultaneously. However, the layout of the EGR gas piping from the exhaust system to the intake system of the internal combustion engine differs depending on the internal combustion engine and the vehicle type, and as a result, the cap-shaped member 36 is actually required to have various shapes. Therefore, brazing in the furnace including the cap-like member 36 is very inefficient. Further, when the exhaust pipe is integrated with the cap-shaped member 36, the overall size of the cap-shaped member 36 becomes large, so that brazing in the furnace becomes difficult.
[0006]
On the other hand, in order to avoid such a problem, it is possible to weld only the cap-shaped member 36 to both ends of the body 31 in a later process, but the plate thickness of the body 31 is relatively thin, so There is a problem that defects such as vacancy are likely to occur and the workability of welding work is poor.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In view of this, the present invention provides a cylindrical body having a cooling water inlet and a cooling water outlet provided on the side surface so that cooling water can flow inside, end plates that respectively close both ends of the body, And both ends are respectively connected to the mounting holes of the end plate, and a plurality of heat exchange tubes through which exhaust gas flows are respectively connected to both ends of the body, and a gas inlet and a gas An inlet-side and outlet-side cap-like member that respectively constitutes the outlet, and the body, the end plate, and the heat exchange tube are integrated in advance as a cooler element by brazing, and the cooler element In the EGR gas cooler of the internal combustion engine in which the cap-shaped member is fixed to both ends of the welding by welding,
The end plate has a first bent portion formed by bending the outer peripheral portion into a cylindrical shape, and the first bent portion is fitted to the outer periphery of the end portion of the body. The distal end side of the bent portion is bent to the outer peripheral side as a second bent portion, and the cylindrical opening of the cap-shaped member is fitted to the outer peripheral surface of the first bent portion. And the front-end edge of this opening part is welded to the said 2nd bending part, It is characterized by the above-mentioned.
[0008]
That is, in this invention, the body, the end plate, and the heat exchange tube are integrated as a cooler element in advance by brazing, for example, in-furnace brazing. Cap-shaped members are fixed to both ends of the brazed cooler element by welding. Here, since the opening part which makes a cylindrical shape fits on the cylindrical 1st bending part of an end plate, both are positioned reliably and welding becomes easy. Then, the outer peripheral edge of the end plate extends to the outer peripheral side as a second bent portion, and the tip end edge of the cap-shaped member is welded to the second bent portion of the end plate. That is, since the welding is performed at a position away from the body toward the outer peripheral side without being directly welded to the body, there is very little thermal influence on the body.
[0009]
In the invention of claim 2 further embodying the invention of claim 1, the cap-shaped member is bent to the outer peripheral side along the second bent portion at the tip of the cylindrical opening. A bent portion is formed, and adjacent end edges of the bent portion and the second bent portion are welded to each other. That is, the bent part at the tip of the cap-like member and the second bent part of the end plate both extend toward the outer peripheral side, and the leading edges thereof are welded. This is particularly suitable when the cap-shaped member is a thin plate.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, the leading edge of the cylindrical opening of the cap-shaped member is abutted against the side surface of the second bent portion, and the leading edge of the opening and the second bent portion. The side is welded. This is particularly suitable when the cap-shaped member is relatively thick like a cast product.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
[0012]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of an EGR gas cooler 1 according to the present invention, FIG. 2 is a side view, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main part thereof.
[0013]
The EGR gas cooler 1 includes a central cooler element 2 that is integrated by brazing in advance, and a pair of cap-like members 3 and 3 that are welded to end portions on the inlet side and the outlet side of the cooler element 2, respectively. Broadly divided.
[0014]
The cooler element 2 includes a body 5 having a substantially square cross section, a pair of end plates 6 and 6 that respectively close both ends of the body 5, and housed in the body 5. 6 is composed of four heat exchange tubes 7 connected to 6 and a partition plate 8 disposed in the body 5 so as to form a U-turn shaped cooling water flow path.
[0015]
The body 5 is made of stainless steel having a thickness of, for example, about 0.8 mm, and a cooling water inlet 11 and a cooling water outlet 12 are provided on the side surfaces thereof facing each other. A connector 13 for connecting a cooling water pipe to each of the cooling water inlet 11 and the cooling water outlet 12 is also fixed by brazing. The cooling water inlet 11 and the cooling water outlet 12 are formed at positions offset from one end of the body 5 on the EGR gas inlet side.
[0016]
The end plate 6 is made of a stainless steel plate having a thickness greater than that of the body 5, for example, about 1.5 mm. Circular attachment holes 9 are formed in advance at four locations, and the outer peripheral portion is the first. The bent portion 6a is bent into a cylindrical shape, and the first bent portion 6a is fitted to the outer periphery of the end portion of the body 5 and brazed by the fitting portion. Further, as shown in detail in FIG. 3, a further distal end portion of the first bent portion 6a is bent to the outer peripheral side as a second bent portion 6b. The second bent portion 6 b is formed with a constant protruding width over the entire circumference of the end plate 6.
[0017]
The heat exchange tube 7 is also made of stainless steel, is very thin, for example, has a thickness of about 0.3 mm, and has a bellows shape or a spiral shape in order to increase the surface area. I am doing. As shown in detail in FIG. 3, both ends of the heat exchange tube 7 penetrate the mounting hole 9 of the end plate 6 and are caulked from the outside, and are brazed to the opening edge of the mounting hole 9. . In this embodiment, a fin 10 formed by twisting a band-shaped metal plate is fixed in the heat exchange tube 7 in order to improve heat exchange efficiency. The fin 10 is provided only in the upstream portion of the heat exchange tube 7.
[0018]
In the body 5, four heat exchange tubes 7 are arranged as shown in FIG. 2, but two flow paths 14a, each containing two heat exchange tubes 7 in the space in the body 5, are provided. A partition plate 8 is disposed in the center of the body 5 in parallel with the heat exchange tube 7 so as to be partitioned into 14b. The partition plate 8 is bent at both side edges into an L shape, and is brazed to the inner wall surface of the body 5 by this portion. In addition, the partition plate 8 is shorter than the entire length of the body 5 and is disposed in a state where one end is in contact with one end plate 6 on the EGR gas inlet side. In other words, the partition plate 8 does not exist on the EGR gas outlet side of the body 5, and the two flow paths 14 a and 14 b in the body 5 are integrally communicated. Thus, a cooling water flow path that is continuous in a U-turn shape from the cooling water inlet 11 to the cooling water outlet 12 is formed in the body 5.
[0019]
As described above, the cooler element 2 configured as described above is integrated by brazing. For this brazing, for example, nickel brazing is used, and assembly is performed by so-called in-furnace brazing in which each member is assembled in a furnace and heated in a furnace.
[0020]
On the other hand, since the cap-shaped member 3 needs to have various configurations depending on the vehicle type and the like, it is welded to the cooler element 2 integrated by brazing in a subsequent process. The cap-shaped member 3 has a pyramid shape covering the end of the body 5 and includes a single opening 15 serving as a gas inlet or a gas outlet at the center. In the embodiment shown in FIG. 1, the main body portion 3a of the cap-shaped member 3 is made of a thin stainless steel plate, and the flange 16 is directly fixed to the main body portion 3a of the cap-shaped member 3 on the inlet side. Further, in the cap-shaped member 3 on the outlet side, an exhaust pipe 17 is connected, and a flange 18 is fixed via the exhaust pipe 17. The flange 16 and the exhaust pipe 17 are integrally welded to the main body portion 3a of the cap-shaped member 3 in advance.
[0021]
FIG. 3 shows details of the cap-like member 3 on the inlet side of the EGR gas, but the basic configuration is the same on the outlet side. As shown in FIG. 3, a cylindrical portion 3 b is formed at an appropriate length on the opening side of the cap-shaped member 3, and this cylindrical portion 3 b is a first bent portion of the end plate 6. The outer peripheral surface of the portion 6a is fitted. Further, a bent portion 3c that is bent toward the outer peripheral side is provided on the further distal end side of the cylindrical portion 3b. That is, the bent portion 3c is bent along the second bent portion 6b of the end plate 6, and the bent portion 3c is aligned with the position of the tip edge 6c of the second bent portion 6b. The protruding width is set. And the front-end edge 6c of the 2nd bending part 6b which will be in the mutually adjacent state, and the front-end edge 3d of the said bending part 3c are welded mutually over the perimeter. As this welding, for example, TIG welding is used.
[0022]
According to the configuration of such an embodiment, the cap-shaped member 3 is welded to the relatively thick end plate 6 instead of the thin body 5, and the welding is performed at a position away from the outer periphery of the body 5. There is no problem that the body 5 is perforated, and the welding work is facilitated. Moreover, the cap-shaped member 3 is held in the temporarily assembled state to the cooler element 2 by fitting the cylindrical portion 3b to the first bent portion 6a of the end plate 6, so that the welding operation is further performed. It becomes easy. Further, in this embodiment, the cap-shaped member 3 can also have a relatively thin structure made of a metal plate because the tip edge 3d of the bent portion 3c is welded.
[0023]
Next, FIG. 4 has shown the Example from which the structure of the cap-shaped member 3 differs. The configuration of the cooler element 2 itself is not particularly different from the above-described embodiment, but in this embodiment, the fin 10 is not provided in the heat exchange tube 7.
[0024]
The cap-like member 3 shown in FIG. 4 is obtained by integrally casting a main body portion 3e and a flange 3f, and has a single opening 15 that also serves as a gas inlet or a gas outlet at the center. Yes. And the cylindrical part 3g is formed in the opening part side of this cap-shaped member 3 by appropriate length, This cylindrical part 3g is the outer peripheral surface of the 1st bending part 6a of the said end plate 6. FIG. Is fitted. The tip edge 3h of the cylindrical portion 3g is abutted against the side surface of the second bent portion 6b of the end plate 6, and the tip edge 3h and the side surface of the second bent portion 6b are, for example, TIG welded. Etc. are welded together.
[0025]
According to the configuration of this embodiment, like the above-described embodiment, the cap-shaped member 3 is welded to the relatively thick end plate 6 instead of the thin body 5, and the position is away from the outer periphery of the body 5. Since the welding is performed in this manner, there is no problem that the body 5 is pierced, and the welding operation is facilitated. In addition, the cap-shaped member 3 is held in the temporarily assembled state to the cooler element 2 by fitting the cylindrical portion 3 g to the first bent portion 6 a of the end plate 6. It becomes even easier.
[0026]
Even when the cap-like member 3 made of cast is used as in this embodiment, or when the cap-like member 3 made of a metal plate is used as in the above-described embodiment, the cooler element 2 has the same configuration. Since it can employ | adopt, various cap-shaped members 3 can be suitably combined with the same cooler element 2, and the versatility of the cooler element 2 becomes still higher.
[0027]
FIG. 5 shows an example of a preferred layout in the internal combustion engine coolant circulation system of the EGR gas cooler 1. In FIG. 5, 21 is a cylinder block-side water jacket, 22 is a cylinder head-side water jacket, 23 is a water pump for sending cooling water to these water jackets 21 and 22, and 24 is a radiator that radiates cooling water. The high temperature cooling water is fed from the cylinder head side water jacket 22 through the outlet tube 25, and the cooling water whose temperature has decreased is returned to the water pump 23 side through the inlet tube 26. Further, a known thermostat 27 for switching the flow path to a bypass passage (not shown) at a low temperature is interposed upstream of the water pump 23.
[0028]
Further, a heater passage 28 is provided from the cylinder block side water jacket 21 to the thermostat housing 27a downstream of the thermostat 27, and a heater core 29 for heating the passenger compartment is interposed in the heater passage 28. The EGR gas cooler 1 is arranged upstream of the heater core 29 in the heater passage 28. In this embodiment, an oil cooler 30 is interposed in a flow path branched from the upstream side of the EGR gas cooler 1, and high-temperature cooling water is provided between the heater core 29 and the EGR gas cooler 1 when no heater is required. A switching valve 29a for bypassing is provided.
[0029]
If the EGR gas cooler 1 is thus arranged on the upstream side of the heater core 29, the amount of heat recovered from the exhaust gas in the EGR gas cooler 1 is supplied to the downstream heater core 29, and the heating performance of the passenger compartment is improved. Effective use of exhaust heat can be achieved.
[0030]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the EGR gas cooler of the internal combustion engine according to the present invention, the cooler element is integrated by brazing and the cap-like member is attached thereto by welding, so that the cooler element is shared. Cap-shaped members having an appropriate configuration according to the vehicle type and the like can be combined to improve workability and reduce costs. In addition, during the welding, the thermal influence on the cylindrical body is reduced, and it is possible to prevent a problem that a hole is formed in the body and to facilitate the welding operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of an EGR gas cooler according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of the EGR gas cooler.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a different embodiment.
FIG. 5 is a circuit explanatory diagram showing a layout of an EGR gas cooler in an internal combustion engine coolant circulation system.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a conventional EGR gas cooler.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... EGR gas cooler 2 ... Cooler element 3 ... Cap-shaped member 5 ... Body 6 ... End plate 6a ... 1st bending part 6b ... 2nd bending part 7 ... Heat exchange tube 8 ... Partition plate

Claims (3)

内部に冷却水を通流させるように側面に冷却水入口および冷却水出口が設けられた筒状のボディと、このボディの両端をそれぞれ閉塞する端板と、上記ボディ内に配設され、かつ両端がそれぞれ上記端板の取付孔に接続されるとともに、内部に排気ガスが通流する複数の熱交換チューブと、上記ボディの両端にそれぞれ接続され、かつガス入口およびガス出口をそれぞれ構成する入口側および出口側のキャップ状部材と、を備え、上記ボディと上記端板と上記熱交換チューブとが、予めクーラエレメントとしてロー付けにより一体化されているとともに、このクーラエレメントの両端に、上記キャップ状部材が溶接により固定されてなる内燃機関のＥＧＲガスクーラにおいて、
上記端板は、その外周部を筒状に折曲してなる第１折曲部を有し、この第１折曲部が上記ボディの端部外周に嵌合しているとともに、この第１折曲部のさらに先端側が、第２折曲部として外周側へ折曲されており、上記キャップ状部材の筒状をなす開口部が上記第１折曲部の外周面に嵌合しているとともに、該開口部の先端縁が上記第２折曲部に溶接されていることを特徴とする内燃機関のＥＧＲガスクーラ。A cylindrical body having a cooling water inlet and a cooling water outlet provided on the side surface so as to allow cooling water to flow inside, end plates respectively closing both ends of the body, and disposed in the body; and Both ends are connected to the mounting holes of the end plate, a plurality of heat exchange tubes through which exhaust gas flows, and inlets respectively connected to both ends of the body and constituting a gas inlet and a gas outlet, respectively A cap-like member on the side and the outlet side, and the body, the end plate, and the heat exchange tube are integrated in advance by brazing as a cooler element, and the cap is attached to both ends of the cooler element. In an EGR gas cooler of an internal combustion engine in which a cylindrical member is fixed by welding,
The end plate has a first bent portion formed by bending the outer peripheral portion into a cylindrical shape, and the first bent portion is fitted to the outer periphery of the end portion of the body. The distal end side of the bent portion is bent to the outer peripheral side as a second bent portion, and the cylindrical opening of the cap-shaped member is fitted to the outer peripheral surface of the first bent portion. In addition, an EGR gas cooler for an internal combustion engine, wherein a tip edge of the opening is welded to the second bent portion. 上記キャップ状部材の筒状をなす開口部の先端部に、上記第２折曲部に沿って外周側へ折曲された折曲部が形成されており、この折曲部と上記第２折曲部の互いに隣接した先端縁同士が溶接されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のＥＧＲガスクーラ。A bent portion that is bent toward the outer periphery along the second bent portion is formed at the tip of the cylindrical opening of the cap-shaped member, and the bent portion and the second folded portion are formed. 2. An EGR gas cooler for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the adjacent edges of the curved portions are welded to each other. 上記キャップ状部材の筒状をなす開口部の先端縁が、上記第２折曲部の側面に突き当てられており、この開口部先端縁と第２折曲部側面とが溶接されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のＥＧＲガスクーラ。The tip edge of the cylindrical opening of the cap-shaped member is abutted against the side surface of the second bent portion, and the tip end edge of the opening and the second bent portion side surface are welded. The EGR gas cooler for an internal combustion engine according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0908265B1 (en) * 1997-10-09 2005-05-11 Calsonic Kansei Corporation Nickel-based brazing material, method of brazing with the brazing material, process for producing EGR cooler with the brazing material, and EGR cooler
ES2163317T3 (en) 1999-10-26 2002-01-16 Senior Flexonics Automotive Lt REFRIGERATOR BY RECIRCULATION OF EXHAUST GASES.
JP2001272185A (en) * 2000-03-27 2001-10-05 Calsonic Kansei Corp Egr gas cooling device and manufacturing method therefor
JP2002295990A (en) * 2001-03-29 2002-10-09 Tokyo Radiator Mfg Co Ltd Header structure for heat exchanger
WO2003025380A1 (en) * 2001-09-20 2003-03-27 Cooper Technology Services, Llc. Multiple pack egr cooler
KR100478217B1 (en) * 2001-12-13 2005-03-24 삼성공조 주식회사 Heat exchanger for exhaust gas recirculation
JP3991786B2 (en) * 2002-06-28 2007-10-17 株式会社デンソー Exhaust heat exchanger
JP4323333B2 (en) * 2004-01-19 2009-09-02 株式会社マーレ フィルターシステムズ Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
FR2886887B1 (en) * 2005-06-09 2007-09-14 Renault Sas ADDITIONAL HEATING DEVICE OF A MOTOR VEHICLE
JP2008275245A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 T Rad Co Ltd Flange connecting structure of heat exchanger
SE532900C2 (en) * 2008-03-31 2010-05-04 Titanx Engine Cooling Holding Heat exchanger including end plate.
JP5486239B2 (en) * 2009-08-18 2014-05-07 株式会社ティラド Header plateless heat exchanger
JP5826479B2 (en) * 2009-11-04 2015-12-02 ヴァレオ システム テルミク Supercharged air cooler heat exchanger
JP5923886B2 (en) * 2011-07-20 2016-05-25 株式会社デンソー Exhaust cooling device
CN102619648B (en) * 2012-03-21 2014-06-04 浙江银轮机械股份有限公司 Plate-fin EGR (Exhaust Gas Recirculation) cooler with heat insulation function
JP2013130391A (en) * 2013-03-19 2013-07-04 Sanoh Industrial Co Ltd Heat exchanger
DE102014006761A1 (en) 2013-06-21 2014-12-24 Modine Manufacturing Company exhaust gas cooler
JP6904154B2 (en) * 2017-08-09 2021-07-14 三共ラヂエーター株式会社 Heat exchanger
CN108332583A (en) * 2018-02-11 2018-07-27 佛山科学技术学院 A kind of axial notch heat exchanger tube double pipe heat exchanger

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